近日，我校果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室、园艺林学学院茶学团队闻玮玮教授课题组在Nature Protocols发表题为“Plant sperm cell sequencing for genome phasing and determination of meiotic crossover points”的研究论文。该论文详细介绍了一种依托单精子测序技术的基因组分型新方法。
单倍型信息在基因组学和遗传研究中起到了至关重要的作用，比如在填补缺失基因型数据、研究重组交换模式以及追溯物种演化历史等方面的应用，其对单体型基因组的组装也具有重要价值。然而，对于复杂基因组的单倍型分型仍是一个亟待解决的重大挑战。为攻克这一难题，该研究团队以茶树为实验材料，利用配子体这一天然的单倍体，基于单细胞测序技术，开发了一套全面且系统的流程。该流程由28个步骤构成，包括显微操作以及基因组扩增和测序等“湿实验”和生物信息学分析，涵盖了植物单精子的分离、单倍型分型以及重组交换位点的检测（图1）。这套方案能够精确地识别单精子间单核苷酸多态性（SNP），并基于此构建高密度的遗传图谱，从而可助于实现精准的染色体级别分型，有效地检测重组事件，并可应用于纠正潜在的基因组组装错误。生物信息分析流程可在Linux系统上高效运行，通过Docker镜像的方式，极大地简化了分析流程，降低了操作难度。这一创新不仅提升了分析效率，使得整个工作流程在一天内即可完成，而且展现了其在基因组学等研究中的巨大潜力和应用价值，为研究人员提供了更为便捷、高效的工具，助力其在基因组学等生物学研究领域取得更为深入的突破。
果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室，湖北洪山实验室，华中农业大学园艺林学学院博士后张维奕、博士生贾欣欣和德国杜塞尔多夫大学博士生Arslan Tariq为论文的并列第一作者。果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室，湖北洪山实验室，华中农大园艺林学学院闻玮玮教授，德国杜塞尔多夫大学Björn Usadel教授和马克斯普朗克分子植物生理所Alisdair Fernie教授为共同通讯作者，华中农大严建兵教授参与了该项目研究。该研究得到了国家自然科学基金国际合作交流项目、德国研究基金会项目以及中国博士后创新人才支持计划等多个项目的资助。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41596-024-01063-2
通讯员：张维奕
审核人：闻玮玮
